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利用激光诱导击穿光谱分析土壤成份 被引量：12
1
作者 林兆祥 李捷 +1 位作者 刘林美 吴金泉 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期817-820,共4页
搭建了一套激光诱导击穿光谱实验装置,并通过配置特定样品,开展了一系列激光诱导击穿光谱探测实验。根据含有不同质量分数的同种元素样品的激光诱导击穿光谱实验结果,获得元素质量分数与谱线强度的关系曲线(定标曲线)。对中南民族大学... 搭建了一套激光诱导击穿光谱实验装置,并通过配置特定样品,开展了一系列激光诱导击穿光谱探测实验。根据含有不同质量分数的同种元素样品的激光诱导击穿光谱实验结果,获得元素质量分数与谱线强度的关系曲线(定标曲线)。对中南民族大学附近的土壤进行激光诱导击穿光谱实验,发现土壤中含有Mg,Ca,Na等18种元素,对河南云台山茱萸峰岩石的激光诱导击穿光谱实验结果仅获得Fe,Mg,Ca3种金属元素。比较这2种实际样品的激光诱导击穿光谱结果表明,检测样品的物理结构影响激光诱导光谱的实验结果。 展开更多
关键词 激光诱导击穿 光谱分析 土壤成份 元素分析 岩石
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PLS算法在激光诱导击穿光谱分析炉渣成分中的应用 被引量：16
2
作者 陈兴龙 董凤忠 +4 位作者 王静鸽 倪志波 贺文干 付洪波 徐骏 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期120-124,共5页
炉渣成分的实时在线检测是目前金属冶炼企业迫切需求的一项技术.本文利用激光诱导击穿光谱技术结合偏最小二乘回归模型对炉渣中的CaO、MgO、Al2O3和Fe进行定量分析.采用背景修正和基于等离子体成像强度的谱线归一化法对光谱进行预处理,... 炉渣成分的实时在线检测是目前金属冶炼企业迫切需求的一项技术.本文利用激光诱导击穿光谱技术结合偏最小二乘回归模型对炉渣中的CaO、MgO、Al2O3和Fe进行定量分析.采用背景修正和基于等离子体成像强度的谱线归一化法对光谱进行预处理,有效提高了光谱强度的准确性和稳定性.利用25块已知成分的炉渣样品建立偏最小二乘回归定量分析模型,并用其预测另外5块样品成分.CaO、MgO、Al2O3和Fe预测结果的平均相对误差分别为4.7%、11.5%、17.9%和12.5%.实验结果表明,激光诱导击穿光谱结合偏最小二乘回归方法可实现炉渣成分实时在线检测. 展开更多
关键词 光谱学 激光诱导击穿光谱 偏最小二乘 炉渣 归一化 定量分析 实时在线
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黄连、附片和茯苓内铜元素激光诱导击穿光谱分析 被引量：16
3
作者 李占锋 王芮雯 +1 位作者 邓琥 尚丽平 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期100-105,共6页
为了验证激光诱导击穿光谱技术对中药内重金属铜元素检测的可行性,以黄连、附片、茯苓作为检测对象,分别为其配制了一系列浓度不同的含铜样品。采用1 064 nm的纳秒脉冲激光器作为激发光源,八通道光谱仪进行光谱采集。选用Cu 324.7 nm作... 为了验证激光诱导击穿光谱技术对中药内重金属铜元素检测的可行性,以黄连、附片、茯苓作为检测对象,分别为其配制了一系列浓度不同的含铜样品。采用1 064 nm的纳秒脉冲激光器作为激发光源,八通道光谱仪进行光谱采集。选用Cu 324.7 nm作为特征谱线进行分析,实验确定最佳延迟时间为0.5μs。根据黄连、附片、茯苓的不同基体情况分别选取适当内标参量进行定量分析,所得线性拟合度分别为0.986,0.931,0.975,并与直接定标所得结果进行了对比。实验结果表明,内标法可提升拟合精度,激光诱导击穿光谱技术可用于中药重金属铜元素污染的快速检测。 展开更多
关键词 激光诱导击穿光谱技术 中药 重金属 内标法 定标曲线
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激光诱导击穿光谱分析钢中酸不溶铝含量 被引量：8
4
作者 杨春 贾云海 张勇 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期777-781,共5页
激光诱导击穿光谱(LIBS)具有分析速度快、非接触测量、表面微区分析以及易于实现在线实时监控分析等优点。通过LIBS对块状钢铁样品表面进行扫描分析,实现了钢中酸不溶铝含量的定量表征。铝的异常信号采用Nalimov迭代法剔除,以剩余信号... 激光诱导击穿光谱(LIBS)具有分析速度快、非接触测量、表面微区分析以及易于实现在线实时监控分析等优点。通过LIBS对块状钢铁样品表面进行扫描分析,实现了钢中酸不溶铝含量的定量表征。铝的异常信号采用Nalimov迭代法剔除,以剩余信号强度的平均值加三倍标准偏差作为阈值强度,高于阈值强度的信号认为由酸不溶铝产生,反之由酸溶铝产生。在用含量校准曲线获得钢中总铝的含量后,分别根据酸不溶铝信号总强度或信号总个数与总铝信号之比,计算钢中酸不溶铝的含量。几种钢铁标准样品及实际生产板坯样品中酸不溶铝含量的对比分析结果表明,根据铝信号总强度获得的分析结果与传统湿法分析结果吻合得更好,可用于快速定量表征钢中酸不溶铝的含量。 展开更多
关键词 激光诱导击穿光谱 酸不溶铝 总铝 阈值强度
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激光诱导击穿光谱分析新鲜桔叶重金属元素铬 被引量：5
5
作者 彭秋梅 姚明印 +3 位作者 刘木华 雷泽剑 徐媛 陈添兵 《江西农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期397-402,共6页
为使激光诱导击穿光谱技术(LIBS)能实际应用于环境污染相关的领域,选择新鲜桔叶片样品作初步实验研究。该实验用纳秒级Nd:YAG激光器(波长:1 064 nm)为光源,在实验室自然大气环境下诱导新鲜桔叶片产生等离子体,研究了延时时间和激光能量... 为使激光诱导击穿光谱技术(LIBS)能实际应用于环境污染相关的领域,选择新鲜桔叶片样品作初步实验研究。该实验用纳秒级Nd:YAG激光器(波长:1 064 nm)为光源,在实验室自然大气环境下诱导新鲜桔叶片产生等离子体,研究了延时时间和激光能量对新鲜桔叶片中铬元素激光诱导击穿光谱特性的影响,综合评价其信背比和信号强度得到了相应的最佳检测条件:最佳延时1.6μs,最佳激光能量120 mJ。建立了Cr元素的定标曲线,并且定量分析了在最佳实验条件下样品中铬元素浓度。结果表明Cr元素浓度在50～800μg/mL范围内,Cr元素含量和光谱相对强度之间有较好的线性关系。实验也表明LIBS技术是一种快速检测新鲜植物叶片中重金属元素含量的有效工具。 展开更多
关键词 激光诱导击穿光谱 新鲜桔叶 铬元素含量 最佳检测条件 定量快速检测
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复混肥中钾含量的激光诱导击穿光谱分析 被引量：15
6
作者 陈凯 陆继东 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期293-297,共5页
将激光诱导击穿光谱技术(LIBS)应用于复混肥中的主要营养元素之一钾(K)元素的含量检测。样品中K养分的浓度较高,在等离子体形成过程中容易发生自吸收。通过分析谱线的激发能级、跃迁几率以及自吸收程度,确定最佳分析谱线为钾的原子线404... 将激光诱导击穿光谱技术(LIBS)应用于复混肥中的主要营养元素之一钾(K)元素的含量检测。样品中K养分的浓度较高,在等离子体形成过程中容易发生自吸收。通过分析谱线的激发能级、跃迁几率以及自吸收程度,确定最佳分析谱线为钾的原子线404.40 nm。同时为了提高LIBS分析复合肥样品的测量精度,分析了光谱测量稳定性随谱线信号平均次数的变化规律。结果显示,在本实验条件下,一次测量平均100个脉冲所得的光谱信号,其相对标准偏差较小。实验总共分析了9个复合肥样品,其中7个作为定标样品,建立K养分浓度的定标曲线,另外2个作为未知样品,用以检验LIBS分析K养分浓度的测量精确度。研究结果表明,定标曲线的线性拟合度为0.989,检验样品的绝对误差小于0.3%,体现了激光诱导击穿光谱技术快速分析复混肥中钾养分的潜力。 展开更多
关键词 激光诱导击穿光谱 复混肥 钾含量 自吸收 定量分析
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激光诱导击穿光谱分析技术的实验教学设计与实践 被引量：5
7
作者 张莹莹 海然 +2 位作者 张家良 魏来 王晓娜 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2021年第6期169-171,175,共4页
介绍了一个由国家重大研究计划和相关科研成果转化而来的本科实验教学项目——激光诱导击穿光谱分析技术(LIBS)。通过自主搭建实验教学设备,采用聚变装置中托卡马克壁材料在线分析诊断技术——LIBS技术,分别对7种不同的实验样品进行脉... 介绍了一个由国家重大研究计划和相关科研成果转化而来的本科实验教学项目——激光诱导击穿光谱分析技术(LIBS)。通过自主搭建实验教学设备,采用聚变装置中托卡马克壁材料在线分析诊断技术——LIBS技术,分别对7种不同的实验样品进行脉冲激光烧蚀、光谱采集与分析。实践表明,将国家重大战略需求和重大科学前沿技术引入本科实验教学,不但提高了学生学习的积极性和趣味性,还培养了学生的创新精神、科学精神,更能结合高校的课程思政建设,增强学生奉献祖国科研事业的决心和信心。 展开更多
关键词 激光诱导击穿光谱分析 实验教学 国家重大研究计划 课程思政建设
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聚变堆真空室驻留氢同位素的激光诱导击穿光谱分析进展 被引量：1
8
作者 何康昊 杨雷 +3 位作者 李佩龙 文明 周帅 陈闽 《现代化工》 CAS CSCD 北大核心 2016年第12期179-182,共4页
聚变堆运行过程中,粒子流和能量流轰击真空室表面形成的沉积层是造成氢同位素驻留的重要原因。由于真空室苛刻的检测要求,采用非接触式分析,无需样品前处理的激光诱导击穿光谱(Laser Induced Breakdown Spectroscopy,LIBS)技术成为真空... 聚变堆运行过程中,粒子流和能量流轰击真空室表面形成的沉积层是造成氢同位素驻留的重要原因。由于真空室苛刻的检测要求,采用非接触式分析,无需样品前处理的激光诱导击穿光谱(Laser Induced Breakdown Spectroscopy,LIBS)技术成为真空室驻留氢同位素分析的有力手段。作为传统氢同位素分析手段的重要补充,LIBS可为包层结构及驻留氢同位素去除工艺优化提供有力的技术支持。 展开更多
关键词 真空室 氢同位素 激光诱导击穿光谱
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激光诱导击穿光谱分析法及其在彩绘文物分析与表征中的应用 被引量：7
9
作者 阎宏涛 昌征 《文博》 2009年第6期229-233,共5页
激光诱导击穿光谱分析法是基于激光辐射与物质相互作用产生等离子体而进行实时、快速测定、表征的一种光谱分析新方法。其具有高灵敏度、高分辨率,分析速度快,样品用量少,无需样品预处理,一次光谱可测定多种元素组分等特点,且可在非破... 激光诱导击穿光谱分析法是基于激光辐射与物质相互作用产生等离子体而进行实时、快速测定、表征的一种光谱分析新方法。其具有高灵敏度、高分辨率,分析速度快,样品用量少,无需样品预处理,一次光谱可测定多种元素组分等特点,且可在非破坏和非接触的条件下进行在线和实时分析测定,已广泛应用于材料、生物、环境、冶金、医学和文物等领域的测量和表征研究。本文从激光诱导击穿光谱分析法的基本原理、仪器装置及其在彩绘文物研究中的应用和进展进行了综述。 展开更多
关键词 激光诱导击穿光谱 测定与表征 彩绘文物 应用
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不同耕作施肥方式的水稻营养元素的激光诱导击穿光谱分析
10
作者 孙海峰 孙晓全 +6 位作者 张浩 张中南 张伟 马刘正 商俊娟 王博博 胡建东 《河南农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期566-574,共9页
利用激光诱导击穿光谱(LIBS)分析方法,选取N、K为水稻特征元素,对5种耕作施肥方式种植下水稻幼穗分化期的叶、穗、茎进行光谱特征分析。由于水稻作物含有复杂的有机和无机元素,为了快速分析特征元素谱线,选取特征元素发射谱线互不干扰,... 利用激光诱导击穿光谱(LIBS)分析方法,选取N、K为水稻特征元素,对5种耕作施肥方式种植下水稻幼穗分化期的叶、穗、茎进行光谱特征分析。由于水稻作物含有复杂的有机和无机元素,为了快速分析特征元素谱线,选取特征元素发射谱线互不干扰,基体效应低的670.875 9、742.364 1、744.229 8、746.831 2、824.238 9、856.773 5、862.923 5、868.028 2 nm的氮原子谱线及766.491 1、769.897 4 nm的钾原子谱线作为主要分析对象。以N、K两种特征谱线为主,对数据进行均值归一化(Mean Normalization)及距离标准化(Range Normalization)处理,减少实验过程中外界及内在因素干扰,同时采用主成分分析(PCA)方法对数据进行成分得分及离散程度分析,水稻叶、穗和茎的特征元素谱线前三个主成分的得分解释度分别达到96.57%、95.57%和98.14%,表明不同变量在前3个主成分的解释程度存在差异。采用PCA对实验数据降维处理,用K均值(K-means)聚类与Fisher判别式对施肥方式进行三分类和耕作施肥方式进行五分类分析,当置信区间为81.96%,三分类能较好区分。 展开更多
关键词 激光诱导击穿光谱 水稻 营养元素 主成分分析 K-means均值 Fisher判别式
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激光诱导击穿光谱分析土壤样品中的锆、铪和铌元素含量实验研究 被引量：6
11
作者 张鹏鹏 徐进力 +3 位作者 胡梦颖 张灵火 白金峰 张勤 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期2163-2168,共6页
锆、铪和铌是多目标地球化学样品分析的重要元素,传统的湿法前处理很难将这些高场强元素完全消解,致使测定的结果偏低,且传统的湿法有消解用酸、碱量大,前处理流程长,污染环境等缺点。激光诱导击穿光谱(LIBS)在分析地球化学样品时有独... 锆、铪和铌是多目标地球化学样品分析的重要元素,传统的湿法前处理很难将这些高场强元素完全消解,致使测定的结果偏低,且传统的湿法有消解用酸、碱量大,前处理流程长,污染环境等缺点。激光诱导击穿光谱(LIBS)在分析地球化学样品时有独特的优势,尤其是对于那些常规条件下消解不完全的元素。采用激光诱导击穿光谱对土壤样品中的锆、铪和铌元素进行定量分析,首先对激光的输出能量,光谱仪采集延迟时间以及激光器的光斑直径等实验条件进行优化。对比激光输出能量从0.0~4.4 mJ的测定土壤样品中的锆、铪和铌元素的准确度,当选用1.6 mJ时,可得到最佳的实验结果。其次分析光谱仪采集延迟时间对测定土壤样品中的锆、铪和铌元素的影响,结果显示0.5μs是最佳的采集延迟时间。最后,对比激光不同的光斑直径得到测定结果,发现50μm的光斑直径测定稳定性最好。还对测定模式和样品制备压力进行了对比研究,结果表明利用激光诱导击穿光谱对土壤样品中锆、铪和铌测量时在制样压力2000 kN,采用动态模式,LIBS信号的稳定性和定量分析的精确度都是最好的。在最佳的实验条件(激光输出能量1.6mJ、光谱仪采集延长时间0.5μs和激光光斑直径50μm)和制样压力2000 kN采用动态模式对9个国家一级标准物质中的锆、铪和铌元素进行光谱检测,其测定值与推荐值基本吻合,3个国家一级标准物质精密度不超过11%,能满足地球化学样品的分析要求。综上,建立了激光诱导击穿光谱分析土壤样品中的锆、铪和铌元素含量的方法,解决了锆、铪和铌元素湿法消解不能完全消解和测定结果偏低的问题,具有分析效率高,操作简单,无污染,同时也为固体进样技术的发展提供了参考。 展开更多
关键词 锆、铪和铌 激光诱导击穿光谱 土壤
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激光诱导击穿光谱分析系统中微型同步时序发生器研制 被引量：3
12
作者 李秋实 李嘉铭 +7 位作者 杨平 杨新艳 郝中骐 沈萌 朱毅宁 郭连波 李祥友 曾晓雁 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期595-599,共5页
在激光诱谱导击穿光谱技术(laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS)中,元素特征光谱信号强度和信噪比在不同采集延时下具有显著差异,直接影响定量分析的结果。LIBS分析系统通常采用通用型延时发生器来控制采集延时,然而其体积大、... 在激光诱谱导击穿光谱技术(laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS)中,元素特征光谱信号强度和信噪比在不同采集延时下具有显著差异,直接影响定量分析的结果。LIBS分析系统通常采用通用型延时发生器来控制采集延时,然而其体积大、功耗高、价格昂贵,不利于LIBS仪器的小型化和便携化。为此,采用单片微控制器芯片和简单外围电路设计实现了具有55ps可调延时精度的多通道微型同步时序发生器(简称LDG3.0),大幅度降低了同步时序发生器的体积、功耗和成本。对比LDG3.0与一种典型通用延时发生器DG535作为同步时序发生器的LIBS系统,以钒钛生铁中微量钒(V)元素定量检测为例进行两种同步时序发生器性能分析。结果表明,采用LDG3.0和DG535的LIBS系统建立的V元素定标曲线拟合系数R2均大于0.997,前者的平均相对标准偏差ARSD略小于后者,达到2.28%;前者检测极限LoD略低于后者,达到19.90μg·g^(-1)。因此,自主设计的同步时序发生器LDG3.0与DG535在LIBS系统中的精度基本一致,完全满足LIBS系统的实际控制和集成应用需求,特别适合于体积与功耗受限的LIBS仪器。 展开更多
关键词 激光诱导击穿光谱 微型同步时序发生器 采集延时
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硅橡胶表面硬度的激光诱导击穿光谱分析 被引量：5
13
作者 陈凭 王希林 +4 位作者 周伟才 刘丙财 吕启深 贾志东 王黎明 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期1315-1321,共7页
硅橡胶材料的老化状态是输电线路运维的重点关注内容,现有研究认为硬度是表征其老化程度的重要指标之一。目前复合绝缘子的伞裙硬度主要是在停电间隙用邵氏硬度计测量,现场应用限制较大。激光诱导击穿光谱(laser-induced breakdown spec... 硅橡胶材料的老化状态是输电线路运维的重点关注内容,现有研究认为硬度是表征其老化程度的重要指标之一。目前复合绝缘子的伞裙硬度主要是在停电间隙用邵氏硬度计测量,现场应用限制较大。激光诱导击穿光谱(laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS)是一种元素测量技术,利用高能脉冲激光烧蚀样品表面产生等离子体,分析等离子体光谱得到样品成分元素信息。已有LIBS研究中某些材料的表面硬度与材料特征元素的离子原子谱线强度比值以及等离子体激发温度之间存在较强的相关性,但在复合材料中这种相关性较弱,通常需要对大量谱线进行筛选以得到满足条件的谱线,且对全谱信息的利用程度不高。研究了不同氢氧化铝、白炭黑填料含量的高温硫化硅橡胶表面硬度与LIBS光谱的关系,发现表面硬度与填料含量之间具有较强的相关性,并通过主成分分析对不同硬度的硅橡胶光谱数据进行降维,结合神经网络可对不同硬度的样品进行区分。结果表明,LIBS技术与机器学习算法相结合可以准确测量硅橡胶硬度,这种方法利用了更多光谱信息,且不需要在众多谱线中寻找特征分析线,因此分析精度与速度得以提升。 展开更多
关键词 激光诱导击穿光谱 硅橡胶 硬度 主成分分析 神经网络
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基于二维相关的土壤养分元素激光诱导击穿光谱分析 被引量：1
14
作者 梅岸君 李佳 +4 位作者 王长伟 董鑫 王丽丽 王天瑛 吕程序 《农业工程》 2021年第3期50-54,共5页
土壤养分元素在激光诱导击穿光谱上的谱峰多,为了探索适宜检测分析的氮、磷、钾养分元素谱峰,采集土壤样本188~981 nm范围内的激光诱导击穿光谱开展二维相关分析。利用同步谱自动峰解析特征波长敏感性,通过同步谱和异步谱交叉峰解析特... 土壤养分元素在激光诱导击穿光谱上的谱峰多,为了探索适宜检测分析的氮、磷、钾养分元素谱峰,采集土壤样本188~981 nm范围内的激光诱导击穿光谱开展二维相关分析。利用同步谱自动峰解析特征波长敏感性,通过同步谱和异步谱交叉峰解析特征波长间关系,结合能级比较特征波长激发难易。研究表明:498.174、499.101、499.948和500.717 nm谱线适用于氮元素分析;253.323、253.649 nm谱线适用于磷元素分析;766.414、769.970 nm谱线适用于钾元素分析。优选的谱线可为改善激光诱导击穿光谱检测土壤养分效果提供理论支撑。 展开更多
关键词 土壤 二维相关光谱 激光诱导击穿光谱 养分 氮 磷 钾
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激光诱导击穿光谱分析钢铁 被引量：3
15
作者 刘艳丽 胡志刚 《理化检验（化学分册）》 CSCD 北大核心 2017年第11期1271-1275,共5页
为实现钢铁成分的原位分析,利用激光器和光谱仪组建了激光诱导击穿光谱(LIBS)试验平台,设计了多维度调节不共轴光路并开发了设备驱动、元素谱峰搜索和元素成分定量分析软件。通过选择元素的最优谱线和最优内标线对所选取的21个样本中碳... 为实现钢铁成分的原位分析,利用激光器和光谱仪组建了激光诱导击穿光谱(LIBS)试验平台,设计了多维度调节不共轴光路并开发了设备驱动、元素谱峰搜索和元素成分定量分析软件。通过选择元素的最优谱线和最优内标线对所选取的21个样本中碳、锰、硅、铬、镍、铜进行LIBS分析试验。结果表明,上述6种元素的相关系数均在0.910以上。从21个样本中选取铜、硅、锰3种元素含量相近的12个样本进行试验,结果表明:其相关系数均有提高,其中锰的相关系数提高至0.975,硅提高至0.963。但在此条件下测定硫、磷时,其相关系数仅为0.256,0.682,对此尚须进一步研究。此外,还对样品温度对被测元素谱线强度的影响规律作了初步试验。 展开更多
关键词 激光诱导击穿光谱 成分分析 钢铁
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气体采样滤膜中铀含量的激光诱导击穿光谱分析方法研究 被引量：2
16
作者 王祥丽 王燕伶 +2 位作者 高智星 程毅梅 司宇 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期9-14,共6页
为对核设施尾气监测中气体采样滤膜中铀元素的含量进行测量分析,本文开展了激光诱导击穿光谱(LIBS)定量分析气体采样滤膜中铀含量的方法研究。通过优化LIBS测量延迟时间参数,最终选出了铀的定量分析有效特征谱线,并得到了浓度范围较低... 为对核设施尾气监测中气体采样滤膜中铀元素的含量进行测量分析,本文开展了激光诱导击穿光谱(LIBS)定量分析气体采样滤膜中铀含量的方法研究。通过优化LIBS测量延迟时间参数,最终选出了铀的定量分析有效特征谱线,并得到了浓度范围较低的工作曲线。结果表明,在选择的实验条件下,采用标准样品对筛选后的特征谱线进行实验验证,测量值的相对偏差绝对值小于20%,RSD小于10%。 展开更多
关键词 激光诱导击穿光谱 铀 气体采样滤膜 定量分析
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激光诱导击穿光谱结合机器学习的土壤沉积物重金属元素定量分析方法研究
17
作者 杏艳 李茂刚 +4 位作者 念娟妮 王婷 周奎 张天龙 李华 《分析测试学报》 北大核心 2025年第6期1115-1122,共8页
土壤沉积物中的重金属污染问题日益凸显,开发现场快速检测技术已成为确保污染监测有效性及推进环境治理不可或缺的手段。基于此,该研究提出了一种基于激光诱导击穿光谱技术(LIBS)结合机器学习算法的土壤沉积物重金属元素定量分析方法。... 土壤沉积物中的重金属污染问题日益凸显,开发现场快速检测技术已成为确保污染监测有效性及推进环境治理不可或缺的手段。基于此,该研究提出了一种基于激光诱导击穿光谱技术(LIBS)结合机器学习算法的土壤沉积物重金属元素定量分析方法。首先,基于搭建的LIBS装置采集了土壤沉积物样本的光谱,探究了不同光谱预处理方法对光谱数据的预处理性能。紧接着基于变量重要性测量(VIM)对预处理后的光谱数据进行特征变量筛选。借助交叉验证对预处理方法、变量重要性阈值等参数进行了优化。基于优化的输入变量建立了土壤沉积物样本中3种重金属元素(Pb、Cu和Zn)的定量分析模型,并与其他校正模型的性能进行了比对。结果表明,该研究提出的VIM-RF校正模型表现出最佳的预测性能,对于Pb其R^(2)_(p)为0.9930,RMSE_(p)为0.0298mg/kg,对于Cu其R^(2)_(p)为0.9810,RMSE_(p)为0.1127mg/kg,对于Zn其R^(2)_(p)为0.9920,RMSE_(p)为0.1662 mg/kg。由此可见,该文建立的方法有望为土壤沉积物环境重金属污染快速筛查及治理提供一定的理论参考依据。 展开更多
关键词 土壤沉积物 重金属 激光诱导击穿光谱 随机森林 特征选择
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激光入射角对高频激光诱导击穿光谱信号强度及重复性的影响研究
18
作者 杨文锋 谢旻玥 +6 位作者 钱自然 李绍龙 曹宇 林德惠 吕双祺 杨晓强 华海杰 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第7期1999-2007,共9页
原位、实时的在线监测技术有助于提升飞机蒙皮激光除漆过程的可控性。激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种高效且快速的元素分析技术,通过激光材料作用过程中产生的等离子体光谱信息快速分析漆层元素变化,实现智能化激光可控除漆。LIBS技术在... 原位、实时的在线监测技术有助于提升飞机蒙皮激光除漆过程的可控性。激光诱导击穿光谱(LIBS)是一种高效且快速的元素分析技术,通过激光材料作用过程中产生的等离子体光谱信息快速分析漆层元素变化,实现智能化激光可控除漆。LIBS技术在地质探测、成分检测、过程监测等领域也展现了广泛的应用潜力。而受监测对象外轮廓或表面形态限制,采用LIBS技术进行探测、检测、监测时,不可避免出现激光以非垂直入射方式与材料表面作用,促使诱发的等离子体光谱强度及稳定性出现波动,影响基于LIBS技术的地质探测、成分检测、过程监测结果。因此,为提高LIBS分析的准确性,需要考虑激光入射角对LIBS光谱强度及重复性的影响。论文针对飞机蒙皮自由曲面或几何突变区域的激光除漆LIBS在线监测,采集了不同激光入射角下的LIBS光谱,采用基线校正对原始光谱进行数据预处理,并选取6条特征谱线作为分析光谱,研究了激光入射角对LIBS光谱特征信号强度及其重复性的变化规律与成因。结果表明,在激光入射角从90°下降至60°(间隔5°)范围,特征峰强度随激光入射角的减小总体呈“先增大后减小”的规律,其中特征谱线TiⅠ429.926 nm对激光入射角有较好的敏感程度和响应特性。当激光入射角为75°时,特征谱线TiⅠ429.926 nm的特征峰强度相比于激光入射角为90°的特征峰强度增加了近145%,该结果说明激光入射角的选取有利于提升光谱信号质量、增强信号强度。此外,特征谱线TiⅠ429.926 nm的特征峰强度在激光入射角75°~65°范围内重复性较好,而其余元素特征峰强度在激光入射角为85°时重复性较好。本研究阐述了激光以垂直、非垂直入射方式时LIBS特征光谱的联系和差异,揭示了激光入射角对LIBS特征信号多维度特性的影响机制,可为激光非垂直入射时的LIBS探测、检测、监测提供借鉴和参考。 展开更多
关键词 激光入射角 激光诱导击穿光谱 监测 激光非垂直入射
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基于激光诱导击穿光谱的标准加入法的研究进展 被引量：1
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作者 杨新艳 李东东 +4 位作者 叶文清 洪涛 华泽丰 秦正波 郑贤锋 《激光技术》 北大核心 2025年第3期403-411,共9页
基体效应是限制激光诱导击穿光谱(LIBS)发展的技术“短板”。为了降低基体效应,克服复杂基质标样难以获得的技术难点,标准加入法被引入LIBS技术领域。介绍了标准加入法的5种实施方式,指出了标准加入法辅助LIBS技术在环境、考古及矿物、... 基体效应是限制激光诱导击穿光谱(LIBS)发展的技术“短板”。为了降低基体效应,克服复杂基质标样难以获得的技术难点,标准加入法被引入LIBS技术领域。介绍了标准加入法的5种实施方式,指出了标准加入法辅助LIBS技术在环境、考古及矿物、食品及药材安全监测等领域的具体应用,讨论了在线、数据处理辅助和样品简化标准加入法3种改进方法的原理和应用,其中在线标准加入法可实现样品的自动化制样,提高LIBS技术定量分析的效率;数据处理辅助标准加入法弱化光谱背景干扰、光谱波动和自吸收效应,提高标准加入法辅助LIBS技术的定量分析准确度;样品简化标准加入法克服无法直接检测粉末样品的缺点,在简化样品数量的同时,提高标准加入法辅助LIBS技术的检测效率。基于上述应用进展及其改进方法,指出了标准加入法辅助LIBS技术在液体和粉末样品痕迹检测方面的优势。 展开更多
关键词 激光技术 激光诱导击穿光谱 标准加入法 基体效应
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激光诱导击穿光谱技术在文化遗产领域的应用 被引量：1
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作者 李晨毓 曲亮 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第2期30-47,共18页
激光诱导击穿光谱技术是一种基于原子发射光谱法的元素分析技术,通过超短脉冲激光聚焦样品表面形成等离子体,进而对等离子体发射光谱进行分析以确定样品的物质成分及含量,用于元素定性和定量分析。该技术无需样品制备,几乎无损、快速安... 激光诱导击穿光谱技术是一种基于原子发射光谱法的元素分析技术,通过超短脉冲激光聚焦样品表面形成等离子体,进而对等离子体发射光谱进行分析以确定样品的物质成分及含量,用于元素定性和定量分析。该技术无需样品制备,几乎无损、快速安全地实现全元素分析,特别适用于轻质元素的检测。总结归纳了激光诱导击穿光谱技术在不同类型文化遗产领域的分析能力,简要描述了该技术的基本原理与设备组成,给出激光诱导击穿光谱技术在不同文物类型中具有启发性的案例,证明该技术已成为文化遗产领域元素表征方面的有利工具,有助于解决国内元素分析方面的问题,具有一定的推广价值。 展开更多
关键词 光谱学 元素分析 激光诱导击穿光谱 文化遗产 发射光谱
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